长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及改性

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本论文通过熔融浸渍技术制备了长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGF/PP),并用环氧树脂和CaSO4晶须对其进行改性,制得动态固化长玻纤/环氧树脂/聚丙烯复合材料(LGF/EP/PP)和长玻纤/CaSO4晶须/聚丙烯复合材料(LGF/CK/PP)。并通过对复合材料的力学性能和热性能分析,结合冲击断面扫面电镜(SEM)照片,讨论了LGF/PP的成型工艺以及一些对复合材料性能有影响的因素。通过对长玻纤增强聚丙烯复合材料制备工艺的探讨,发现合适的工艺条件为:选用A型长玻纤和自行开发的浸润装置、降温母粒的质量分数为2%、牵引速度为17 m/min。此时制得的LGF/PP复合材料性能优异且外观符合要求。研究成型方法对LGF/PP复合材料性能的影响结果发现,采用开炼—压制成型制备LGF/PP复合材料时,随着玻纤含量的提高,复合材料的拉伸强度降低,弯曲性能提升,简支梁冲击强度和维卡软化点温度先增大后减小;注塑成型的LGF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲性能和简支梁冲击强度都随玻纤含量增大而增大,维卡软化点温度也是先增大后减小;并且注塑成型的复合材料性能明显优于开炼—压制成型的复合材料。SEM照片显示长玻纤在基体中呈现三维空间结构。将动态固化技术应用于LGF/PP体系,成功制备了动态固化LGF/EP/PP复合材料,其力学性能和热性能的研究结果表明,EP质量分数为4%时,试样的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,复合材料的弯曲模量随EP含量的增大而增大;在体系中引入环氧树脂会降低简支梁冲击强度和维卡软化点温度。CaSO4晶须和长玻璃纤维混杂增强聚丙烯的力学性能和热性能数据显示,混杂增强的效果好于单纯使用长玻纤增强聚丙烯;长玻璃纤维的质量分数为15%,增加晶须的用量,复合材料的拉伸强度、弯曲性能、和维卡软化点温度都不同幅度的增大,简支梁冲击强度先增大后减小。
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